JP2008238639A - Manufacturing method for ceramic green sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタル機器やAV機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層型電子部品に係るセラミックグリーンシートの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic green sheet for a multilayer electronic component used in various electronic devices such as digital devices, AV devices, and information communication terminals.
従来のこの種のセラミックグリーンシートの製造方法は、フェライトなどを主成分とする磁性体原料粉末に、ポリビニルブチラールなどを主成分とするバインダー、有機溶剤を混合してスラリーを作製し、そしてこのスラリーをドクターブレード法によってシート状に成型し、セラミックグリーンシートを得ていた。 A conventional method for producing this type of ceramic green sheet is to prepare a slurry by mixing a magnetic material powder mainly composed of ferrite and the like with a binder mainly composed of polyvinyl butyral and an organic solvent. Was molded into a sheet by the doctor blade method to obtain a ceramic green sheet.
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
上記した従来のセラミックグリーンシートの製造方法により得られたセラミックグリーンシートを用いて積層型電子部品を作製すると、デラミネーションが発生し易いという課題を有していた。 When a multilayer electronic component is manufactured using the ceramic green sheet obtained by the above-described conventional method for manufacturing a ceramic green sheet, there is a problem that delamination is likely to occur.
すなわち、周囲の湿度が変動すると、スラリーに含まれる水分量も変化するもので、周囲の湿度が低い場合は、スラリー中の水分が少なくなるため、スラリーを乾燥させてセラミックグリーンシートを形成する際には水分があまり蒸発せず、これにより、セラミックグリーンシート中にはポア(空隙)がほとんどなくなるため、セラミックグリーンシートのシート密度も高くなる。このシート密度が高いセラミックグリーンシートは、(数1)からも分かるように、圧縮率が低いため、セラミックグリーンシートと導体パターンとを積層すると、導体パターンとセラミックグリーンシートとの間にデラミネーションが発生してしまうからである。 That is, when the ambient humidity fluctuates, the amount of water contained in the slurry also changes. When the ambient humidity is low, the amount of moisture in the slurry decreases, and therefore when the ceramic green sheet is formed by drying the slurry. In this case, the moisture does not evaporate so much that there is almost no pore (void) in the ceramic green sheet, and the sheet density of the ceramic green sheet is also increased. As can be seen from (Equation 1), the ceramic green sheet having a high sheet density has a low compression rate. Therefore, when the ceramic green sheet and the conductor pattern are laminated, delamination is caused between the conductor pattern and the ceramic green sheet. It will occur.
なお、(数1)において、積層体密度は、複数枚のセラミックグリーンシートを積層した積層体を治具で打ち抜き、その膜厚(体積)と重量を測定することによって求めている。 In (Equation 1), the laminate density is obtained by punching a laminate in which a plurality of ceramic green sheets are laminated with a jig, and measuring the film thickness (volume) and weight.
本発明は上記従来の課題を解決するもので、セラミックグリーンシートと導体パターンとを積層した場合における両者間のデラミネーションの発生を抑制できるセラミックグリーンシートの製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a ceramic green sheet that can suppress the occurrence of delamination between the ceramic green sheet and a conductor pattern. It is.
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
本発明の請求項1に記載の発明は、支持基体上にセラミック材料を主成分としたスラリーを均一な厚さになるように塗布する工程と、この塗布されたスラリーを乾燥させる工程とからなるセラミックグリーンシートを成形する工程を備えたセラミックグリーンシートの製造方法において、前記支持基体上に塗布されたスラリーを50〜80%の湿度で加湿するようにしたもので、この製造方法によれば、支持基体上に塗布されたスラリーを50〜80%の湿度で加湿するようにしているため、スラリーを乾燥させる際に有機溶剤よりも遅く蒸発する水分をスラリー中に含ませた状態でセラミックグリーンシートを成形することができ、これにより、スラリー中の蒸発した水分が存在していた箇所に微細なポアを形成することができるため、セラミックグリーンシートの密度を低く抑えることができ、この結果、このセラミックグリーンシートと導体パターンとを積層した場合においては、セラミックグリーンシートと導体パターンとの間のデラミネーションの発生を抑制できるという作用効果が得られるものである。 The invention described in claim 1 of the present invention comprises a step of applying a slurry having a ceramic material as a main component on a supporting substrate so as to have a uniform thickness, and a step of drying the applied slurry. In the method for producing a ceramic green sheet comprising a step of forming a ceramic green sheet, the slurry applied on the support substrate is humidified at a humidity of 50 to 80%. According to this production method, Since the slurry applied on the support substrate is humidified at a humidity of 50 to 80%, the ceramic green sheet in a state where moisture that evaporates later than the organic solvent is included in the slurry when the slurry is dried. As a result, fine pores can be formed at locations where the evaporated water in the slurry was present. The density of the Mick green sheet can be kept low. As a result, when this ceramic green sheet and the conductor pattern are laminated, the occurrence of delamination between the ceramic green sheet and the conductor pattern can be suppressed. Is obtained.
本発明の請求項2に記載の発明は、特に、支持基体上に塗布されたスラリーを乾燥させる工程において、支持基体を乾燥装置の出口に向かって引っ張りながらスラリーを乾燥装置の入口からその内部に挿入するとともに、前記乾燥装置の出口付近から加熱された空気を前記乾燥装置の内部に送り込み、かつ前記乾燥装置の入口付近から前記加熱された空気を排出させ、さらに、加湿する工程における加湿された空気を、前記加熱された空気の排出と同時に同じ箇所から排出させるようにしたもので、この製造方法によれば、支持基体上に塗布されたスラリーを段階的に乾燥させることができるため、セラミックグリーンシートにクラックが発生するのを低減でき、また、長時間、水分をスラリー中に含ませた状態でセラミックグリーンシートを成形することができるため、このセラミックグリーンシートと導体パターンとを積層した場合においては、セラミックグリーンシートと導体パターンとの間のデラミネーションの発生を効果的に抑制できるという作用効果が得られるものである。
In the invention according to
以上のように本発明のセラミックグリーンシートの製造方法は、支持基体上に塗布されたスラリーを50〜80%の湿度で加湿するようにしているため、スラリーを乾燥させる際に有機溶剤よりも遅く蒸発する水分をスラリー中に含ませた状態でセラミックグリーンシートを成形することができ、これにより、スラリー中の蒸発した水分が存在していた箇所に微細なポアを形成することができるため、セラミックグリーンシートの密度を低く抑えることができ、この結果、このセラミックグリーンシートと導体パターンとを積層した場合においては、セラミックグリーンシートと導体パターンとの間のデラミネーションの発生を抑制できるという優れた効果を奏するものである。 As described above, the method for producing a ceramic green sheet according to the present invention humidifies the slurry applied on the support substrate at a humidity of 50 to 80%, and therefore is slower than the organic solvent when drying the slurry. Ceramic green sheets can be formed in a state in which the water to be evaporated is contained in the slurry, and as a result, fine pores can be formed where the evaporated water was present in the slurry. The density of the green sheet can be kept low. As a result, when this ceramic green sheet and conductor pattern are laminated, the delamination between the ceramic green sheet and the conductor pattern can be suppressed. It plays.
以下、本発明の一実施の形態におけるセラミックグリーンシートの製造方法により得られたセラミックグリーンシートを用いて構成した積層型電子部品について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a multilayer electronic component configured using a ceramic green sheet obtained by a method for manufacturing a ceramic green sheet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態におけるセラミックグリーンシートの製造方法により得られたセラミックグリーンシートを用いて構成した積層型電子部品の分解斜視図、図2は同積層型電子部品の斜視図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a multilayer electronic component constructed using a ceramic green sheet obtained by the method for producing a ceramic green sheet in one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the multilayer electronic component. is there.
本発明の一実施の形態におけるセラミックグリーンシートの製造方法により得られたセラミックグリーンシートを用いて構成した積層型電子部品は、図1、図2に示すように、セラミックグリーンシートを加熱して得られた磁性材料からなる第1〜第5の絶縁層1a〜1eと、前記第1〜第4の絶縁層1a〜1dの上面にそれぞれ設けられた第1〜第4の導体パターン2〜5とを備え、そして第2の導体パターン3と第3の導体パターン4とを互いに対向させるとともに、これらを一体化して積層体7を構成し、さらにこの積層体7の両端部に第1〜第4の外部電極8a〜8dを形成している。なお、この場合、第2の絶縁層1bに第1のビア6aを形成するとともに、第4の絶縁層1dに第2のビア6bを形成し、そして前記第1のビア6aを介して第1の導体パターン2と第2の導体パターン3とを接続し、かつ第2のビア6bを介して第3の導体パターン4と第4の導体パターン5とを接続しているものである。
As shown in FIGS. 1 and 2, a multilayer electronic component configured using a ceramic green sheet obtained by the method for producing a ceramic green sheet in one embodiment of the present invention is obtained by heating the ceramic green sheet. First to fifth
次に、本発明の一実施の形態におけるセラミックグリーンシートの製造方法について、図3を参照しながら説明する。 Next, a method for manufacturing a ceramic green sheet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
まず、セラミックを主成分とする原料粉末に、溶剤としてエステルとアルコールを加え、さらにバインダーを加え、ボールミルで混合してスラリーを作製する。そして、ボールミルより玉石分離したスラリーを圧送タンクに入れ、攪拌させながら脱泡し、圧送タンクから液ダム11にスラリーの液面が一定になるように、液面センサーで制御しながらスラリーを送る。この液ダム11は、内部の空気の湿度が50〜80%に保たれ、かつ密閉された塗工部12内に位置している。これにより、スラリーを50〜80%の湿度で加湿することができる。
First, an ester and alcohol are added as solvent to a raw material powder mainly composed of ceramic, a binder is further added, and they are mixed by a ball mill to prepare a slurry. The slurry separated from the ball mill is put into a pressure-feed tank, defoamed while being stirred, and the slurry is sent from the pressure-feed tank to the
次に、液ダム11に入れられたスラリーを、ドクターブレード法により、帯状のPETフィルムからなる支持基体13の上面に均一な厚さになるように塗布する。このとき、塗工部12内の加湿された空気14をスラリー内に取り込む。
Next, the slurry put in the
次に、スラリーおよび支持基体13を乾燥装置15の出口15aに向かって一定速度で引っ張りながら乾燥装置15の入口15bから乾燥装置15内に挿入する。
Next, the slurry and the
そして、この状態で乾燥装置15の出口15a付近から乾燥装置15内に約75℃に加熱された温風(加熱された空気)16を送り込み、乾燥装置15の入口15b付近に設けられた排出部17から温風16を排出させる。この場合、温風16は乾燥装置15の出口15a付近のみから送り込まれるため、温風16の温度は排出部17に向かって徐々に低下していくもので、これにより、段階的にスラリーを乾燥させることができるため、セラミックグリーンシートにクラックが発生するのを低減させることができる。
In this state, warm air (heated air) 16 heated to about 75 ° C. is sent from the vicinity of the
また、塗工部12内の加湿された空気14も乾燥装置15の入口15bから乾燥装置15内に入れ、そして排出部17から前記温風16とともに排出する。これにより、スラリーを水分を含んだ空気14に長時間曝すことができるため、長時間にわたって水分をセラミックグリーンシート中に含ませることができ、これにより、セラミックグリーンシートと導体パターンとの間のデラミネーションの発生を効果的に抑制できる。
Further, the
最後に、乾燥装置15の出口15aからスラリーおよび支持基体13をシート巻取機18で巻き取りながら導出することにより、乾燥された均一なスラリーからなるセラミックグリーンシートを成形する。
Finally, the slurry and the
そして、上記のようにして得られたセラミックグリーンシートと、所定の導体パターンとを積層し、加熱、加圧することにより、図1、図2に示すような積層型電子部品を得ることができるものである。 Then, by laminating the ceramic green sheet obtained as described above and a predetermined conductor pattern, and heating and pressurizing, a multilayer electronic component as shown in FIGS. 1 and 2 can be obtained. It is.
図4は本発明の一実施の形態におけるセラミックグリーンシートの製造方法により得られたセラミックグリーンシートのシート密度と塗工部内の湿度との関係を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the sheet density of the ceramic green sheet obtained by the method for manufacturing a ceramic green sheet in one embodiment of the present invention and the humidity in the coating part.
ここで、セラミックグリーンシートのシート密度の算出方法は、スラリーの乾燥後、シート巻取機18の直前で乾燥したスラリーを支持基体13よりはがし、それを所定の大きさに切り取り、膜厚(体積)と重量を測定することにより行う。
Here, the method of calculating the sheet density of the ceramic green sheet is to dry the slurry, peel off the dried slurry immediately before the sheet winder 18 from the
図4からも明らかなように、塗工部12内の湿度が50%以上になると、セラミックグリーンシートのシート密度が低くなるため、(数1)から、塗工部12内の湿度が50%以上の場合は、圧縮率が高いことが分かる。
As is clear from FIG. 4, when the humidity in the
また、湿度が80%を越えるような非常に高い湿度環境下では、乾燥時にクラックが起こり易いことが分かっている。 It has also been found that cracks are likely to occur during drying in a very high humidity environment where the humidity exceeds 80%.
これらの結果から、支持基体13に塗布されたスラリーを50〜80%の湿度で加湿するようにすれば、スラリーを乾燥させる際に有機溶剤よりも遅く蒸発する水分をスラリー中に含ませた状態でセラミックグリーンシートを成形することができ、これにより、スラリー中の蒸発した水分が存在していた箇所に微細なポアを形成することができるため、セラミックグリーンシートの密度を低く抑えることができ、この結果、このセラミックグリーンシートと導体パターンとを積層した場合においては、セラミックグリーンシートと導体パターンとの間のデラミネーションの発生を抑制できるという効果が得られるものである。
From these results, if the slurry applied to the
本発明に係るセラミックグリーンシートの製造方法は、セラミックグリーンシートと導体パターンとを積層した場合における両者間のデラミネーションの発生を抑制できるという効果を有するものであり、特にデジタル機器やAV機器、情報通信端末等の各種電子機器に使用される積層型電子部品等において有用となるものである。 The method for producing a ceramic green sheet according to the present invention has an effect that it is possible to suppress the occurrence of delamination between the ceramic green sheet and the conductor pattern, and in particular, digital equipment, AV equipment, information This is useful for laminated electronic components used in various electronic devices such as communication terminals.
13 支持基体
14 加湿された空気
15 乾燥装置
15a 乾燥装置の出口
15b 乾燥装置の入口
16 加熱された空気
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